JP6332473B2 - 高強度中空スタビライザー用電縫鋼管、高強度中空スタビライザー用電縫鋼管の製造方法、高強度中空スタビライザー、および高強度中空スタビライザーの製造方法 - Google Patents
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Description
(1)鋼板を電縫造管して得られた電縫鋼管にさらに、熱間縮径圧延を施してなる電縫鋼管であって、質量%で、C:0.20〜0.40%、Si:0.1〜1.0%、Mn:0.1〜2.0%、P:0.1%以下、S:0.01%以下、Al:0.01〜0.10%、Cr:0.01〜0.5%、Ti:0.01〜0.05%、B:0.0005〜0.005%、Ca:0.0001〜0.0050%、N:0.0050%以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成と、粒径:10μm以上のTiS粒子および粒径:10μm以上のMnS粒子をそれぞれ、JIS G 0555に準拠して点算法で求めた清浄度が0.1%以下(但し、0%を含む)となる組織と、を有し、冷間成形と焼入れ焼戻処理を施した後の、旧オーステナイト粒の平均粒径が50μm以下で、かつ硬さがビッカース硬さで400HV以上550HV未満である高強度中空スタビライザー用電縫鋼管。
(2)(1)において、前記組成に加えてさらに、質量%で、Cu:1%以下、Ni:1%以下のうちから選ばれた1種または2種を含有する組成とする高強度中空スタビライザー用電縫鋼管。
(3)(1)または(2)において、前記組成に加えてさらに、質量%で、Nb:0.05%以下、W:0.05%以下、V:0.5%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有する組成とする高強度中空スタビライザー用電縫鋼管。
(4)(1)ないし(3)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、REM:0.02%以下を含有する高強度中空スタビライザー用電縫鋼管。
(5)質量%で、C:0.20〜0.40%、Si:0.1〜1.0%、Mn:0.1〜2.0%、P:0.1%以下、S:0.01%以下、Al:0.01〜0.10%、Cr:0.01〜0.5%、Ti:0.01〜0.05%、B:0.0005〜0.005%、Ca:0.0001〜0.0050%、N:0.0050%以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する鋼板を、冷間成形により、略円筒状に成形してオープン管とし、該オープン管の幅方向端部同士を衝合し、電縫溶接して電縫造管とし、次いで、850〜1000℃の温度に加熱し、さらに、圧延温度:650℃以上、累積縮径率:30〜90%で熱間縮径圧延を施す高強度中空スタビライザー用電縫鋼管の製造方法。
(6)(5)において、前記組成に加えてさらに、質量%で、Cu:1%以下、Ni:1%以下のうちから選ばれた1種または2種、および/または、Nb:0.05%以下、W:0.05%以下、V:0.5%以下のうちから選ばれた1種または2種以上、および/または、REM:0.02%以下を含有する高強度中空スタビライザー用電縫鋼管の製造方法。
(7)(1)〜(4)のいずれかに記載の高強度中空スタビライザー用電縫鋼管に対し、冷間曲げ加工を施し、次いで、焼入れ処理または焼入れ焼戻処理を行う高強度中空スタビライザーの製造方法
(8)質量%で、C:0.20〜0.40%、Si:0.1〜1.0%、Mn:0.1〜2.0%、P:0.1%以下、S:0.01%以下、Al:0.01〜0.10%、Cr:0.01〜0.5%、Ti:0.01〜0.05%、B:0.0005〜0.005%、Ca:0.0001〜0.0050%、N:0.0050%以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成と、粒径:10μm以上のTiS粒子および粒径:10μm以上のMnS粒子をそれぞれ、JIS G 0555に準拠して点算法で求めた清浄度が0.1%以下(但し、0%を含む)となる組織と、を有し、
旧オーステナイト粒の平均粒径が50μm以下で、かつ硬さがビッカース硬さで400HV以上550HV未満である高強度中空スタビライザー。
Cは、焼入れ性の向上を介して、マルテンサイトの生成を促進するとともに、固溶して鋼の強度(硬さ)を増加させる作用を有し、中空スタビライザーの高強度化のために重要な元素である。本発明では、焼入れ焼戻処理後の硬さをビッカース硬さで400HV以上とするためには、0.20%以上の含有を必要とする。一方、0.40%を超えて多量に含有すると、焼入れ処理後の靭性が低下する。このため、Cは0.20〜0.40%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.22%以上である。好ましくは0.39%以下である。
Siは、脱酸剤として作用するとともに、固溶強化元素としても作用する。このような効果を得るためには0.1%以上の含有を必要とする。一方、1.0%を超えて含有すると、電縫溶接性が低下する。このため、Siは0.1〜1.0%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.1%以上である。好ましくは0.5%以下である。である。
Mnは、固溶して鋼の強度増加に寄与するとともに、鋼の焼入れ性を向上させる元素であり、本発明では、所望の高強度(高硬さ)を確保するために、0.1%以上の含有を必要とする。一方、2.0%を超えて含有すると、靭性の低下、焼割れの危険が増大する。このため、Mnは0.1〜2.0%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.5%以上である。好ましくは1.8%以下である。
Pは、不純物として存在し、粒界等に偏析し、溶接割れ性、靭性に悪影響を及ぼす元素であり、中空スタビライザー用としては0.1%以下に低減することが必要となる。なお、好ましくは0.05%以下である。
Sは、鋼中では硫化物系介在物として存在し、熱間加工性、靭性、耐疲労特性を低下させる元素であり、中空スタビライザー用としては0.01%以下に低減することが必要となる。なお、好ましくは0.005%以下である。
Alは、脱酸剤として作用するとともに、Nと結合し、焼入れ性向上に有効な固溶B量を確保する効果を有する。また、Alは、AlNとして析出し、焼入れ加熱時のオーステナイト粒の粗大化を防止する作用を有する。このような効果を得るためには、0.01%以上の含有を必要とする。一方、0.10%を超えて多量に含有すると、酸化物系介在物量が増加し、疲労寿命を低下させる場合がある。このため、Alは0.01〜0.10%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.01%以上である。好ましくは0.05%以下である。
Crは、鋼の焼入れ性を向上させるとともに、耐食性の向上に寄与する元素であり、このような効果を得るためには0.01%以上の含有を必要とする。一方、0.5%を超えて含有すると、電縫溶接性が低下する。このため、Crは0.01〜0.5%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.1%以上である。好ましくは0.3%以下である。
Tiは、Nと結合し、焼入れ性向上に有効な固溶B量を確保する効果を有する。また、Tiは、微細な炭化物として析出し、焼入れ等の熱処理時に、オーステナイト粒の微細化に寄与し、腐食環境における耐疲労特性(耐腐食疲労特性)の向上に寄与する。このような効果を得るためには、0.01%以上の含有を必要とする。一方、0.05%を超える含有は、粗大な硫化チタン(TiS)を形成しやすく、腐食ピットの起点となりやすく、耐食性および耐腐食疲労特性が低下する。このため、Tiは0.01〜0.05%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.01%以上である。好ましくは0.04%以下である。
Bは、微量で鋼の焼入れ性を向上させる有効な元素である。また、Bは、粒界を強化する作用を有し、P偏析による粒界脆化を抑制する。このような効果を得るために、0.0005%以上の含有を必要とする。一方、0.005%を超えて含有しても、効果が飽和し経済的に不利となる。このため、Bは0.0005〜0.005%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.001%以上である。好ましくは0.003%以下である。
Caは、硫化物系介在物の形態を微細な略球形の介在物に制御する作用を有する元素である。本発明では、腐食ピットの起点となる粒径:10μm以上の粗大なMnS粒子、粒径:10μm以上の粗大なTiS粒子数を所定量以下に減少ないしは零個とするために含有させる。このような効果を得るためには、0.0001%以上の含有を必要とする。一方、0.0050%を超えて多量に含有すると、粗大なCaS系のクラスターが多くなりすぎて、かえって疲労き裂の起点となり、耐腐食疲労特性が低下する。このため、Caは0.0001〜0.0050%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.001%以上である。好ましくは0.003%以下である。
Nは、不純物として不可避的に含有される。鋼中の窒化物形成元素と結合し、結晶粒の粗大化の抑制、さらには焼戻後の強度増加に寄与する。しかし、0.0050%を超える含有は、溶接部の靭性を低下させる。このため、Nは0.0050%以下に限定した。なお、好ましくは0.001%以下である。好ましくは0.003%以下である。
Cu、Niはいずれも、焼入れ性を向上させるとともに、耐食性を向上させる元素であり、必要に応じて選択して含有できる。このような効果を得るためには、Cu:0.05%以上、Ni:0.05%以上の含有を必要とする。一方、Cu、Niはいずれも高価な元素であり、Cu:1%、Ni:1%をそれぞれ超えて含有すると、材料コストの高騰を招く。このため、含有する場合には、Cu:1%以下、Ni:1%以下に限定することが好ましい。また、Cu:0.05%以上、Ni:0.05%以上に限定することが好ましい。なお、より好ましくはCu:0.10%以上、Ni:0.10%以上である。より好ましくはCu:0.50%以下、Ni: 0.50%である。
Nb、W、Vはいずれも、微細な炭化物を形成して強度(硬さ)の増加に寄与する元素であり、必要に応じて選択して1種または2種以上含有できる。このような効果を得るためには、それぞれNb:0.001%以上、W:0.01%以上、V:0.05%以上の含有を必要とする。一方、Nb:0.05%、W:0.05%、V:0.5%を超えて含有しても、効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できず、経済的に不利となる。また、炭化物が粗大化しやすくなり、靭性に悪影響を及ぼす。このため、含有する場合には、Nb:0.05%以下、W:0.05%以下、V:0.5%以下にそれぞれ限定することが好ましい。なお、より好ましくはNb:0.001%以上、W:0.01%以上、V:0.05%以上である。より好ましくはNb:0.03%%以下、W:0.03%以下、V:0.3%以下である。
REMは、Caと同様に、硫化物系介在物の形態を微細な略球形の介在物に制御する作用を有する元素であり、本発明では、Caの作用を補完する観点から、0.001%以上含有することが望ましい。一方、0.02%を超えて含有すると、介在物量が多くなりすぎて、かえって疲労き裂の起点となり、耐腐食疲労特性が低下する。このため、含有する場合には、REMは0.02%以下に限定することが好ましい。なお、より好ましくは0.001%以上である。より好ましくは0.01%以下である。
Claims (4)
- 質量%で、C:0.20〜0.40%、Si:0.1〜1.0%、Mn:0.1〜2.0%、P:0.1%以下、S:0.01%以下、Al:0.01〜0.10%、Cr:0.01〜0.5%、Ti:0.01〜0.05%、B:0.0005〜0.005%、Ca:0.0001〜0.0050%、N:0.0050%以下、REM:0.02%以下を含み、
さらに、Nb:0.05%以下、W:0.05%以下、V:0.5%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成と、
粒径:10μm以上のTiS粒子および粒径:10μm以上のMnS粒子をそれぞれ、JIS G 0555に準拠して点算法で求めた清浄度が0.1%以下(但し、0%を含む)となる組織と、を有し、
冷間成形と焼入れ焼戻処理を施した後の、旧オーステナイト粒の平均粒径が50μm以下で、かつ硬さがビッカース硬さで400HV以上550HV未満である高強度中空スタビライザー用電縫鋼管。
ただし、前記焼入れ焼戻処理は、Ac3変態点以上1100℃以下の温度に加熱し、1秒以上保持したのち、焼入れ槽に投入し、冷却速度10〜100℃/sで急冷する焼入れ処理の後、焼戻温度が200〜450℃である焼戻処理を施す処理である。 - 請求項1に記載の高強度中空スタビライザー用電縫鋼管の製造方法であって、
前記組成を有する鋼板を、
冷間成形により、略円筒状に成形してオープン管とし、
該オープン管の幅方向端部同士を衝合し、電縫溶接して電縫造管とし、
次いで、850〜1000℃の温度に加熱し、
さらに、圧延温度:650℃以上、累積縮径率:30〜90%で熱間縮径圧延を施す
高強度中空スタビライザー用電縫鋼管の製造方法。 - 請求項1に記載の高強度中空スタビライザー用電縫鋼管に対し、冷間曲げ加工を施し、次いで、焼入れ焼戻処理を行う、旧オーステナイト粒の平均粒径が50μm以下で、かつ硬さがビッカース硬さで400HV以上550HV未満である高強度中空スタビライザーの製造方法。
ただし、前記焼入れ焼戻処理は、Ac3変態点以上1100℃以下の温度に加熱し、1秒以上保持したのち、焼入れ槽に投入し、冷却速度10〜100℃/sで急冷する焼入れ処理の後、焼戻温度が200〜450℃である焼戻処理を施す処理である。 - 質量%で、C:0.20〜0.40%、Si:0.1〜1.0%、Mn:0.1〜2.0%、P:0.1%以下、S:0.01%以下、Al:0.01〜0.10%、Cr:0.01〜0.5%、Ti:0.01〜0.05%、B:0.0005〜0.005%、Ca:0.0001〜0.0050%、N:0.0050%以下、REM:0.02%以下を含み、
さらに、Nb:0.05%以下、W:0.05%以下、V:0.5%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成と、
粒径:10μm以上のTiS粒子および粒径:10μm以上のMnS粒子をそれぞれ、JIS G 0555に準拠して点算法で求めた清浄度が0.1%以下(但し、0%を含む)となる組織と、を有し、
旧オーステナイト粒の平均粒径が50μm以下で、かつ硬さがビッカース硬さで400HV以上550HV未満である高強度中空スタビライザー。
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